(57)【要約】【課題】  移動型端末のＧＰＳ位置情報と受信された衛星追跡信号の電力の強度とを利用して移動型端末の送信電力を制御すること。【解決手段】  移動型端末のＧＰＳ位置情報を受信する。ＧＰＳ位置情報を利用して送信しなければならないＥＩＲＰ値(ＥＩＲＰｃａｌ）を予測する。ＥＩＲＰｃａｌに該当する利得値であるＧＣｉｎｉを決める。ＧＰＳ位置情報を利用して、晴れた日を基準に現位置から受信しなければならない衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｅｓｔを予測する。移動型端末が初期接続時受信した衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｉｎｉと前記予測されたＢＣｅｓｔの差値を前記ＧＣｉｎｉに反映して送信する利得値ＧＣｃｕｒを設定する。ＧＣｃｕｒに該当するＥＩＲＰ値として前記移動型端末の電力を送信する。【選択図】  図３
2006166397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動型衛星システムにおいて開ループ(ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ)にて移動型端末の送信電力を制御する方法において、
(ａ)前記移動型端末のＧＰＳ(Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ)位置情報を受信するステップと、
(ｂ)該ＧＰＳ位置情報を利用して送信しなければならないＥＩＲＰ(Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ)値(ＥＩＲＰｃａｌ）を予測するステップと、
(ｃ)該ＥＩＲＰｃａｌに該当する利得値であるＧＣｉｎｉを決めるステップと、
(ｄ)前記ＧＰＳ位置情報を利用して、晴れた日を基準に現位置から受信しなければならない衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｅｓｔを予測するステップと、
(ｅ)前記移動型端末が初期接続時受信した衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｉｎｉと前記予測されたＢＣｅｓｔの差値を前記ＧＣｉｎｉに反映して送信する利得値ＧＣｃｕｒを設定するステップと、
(ｆ)該ＧＣｃｕｒに該当するＥＩＲＰ値として前記移動型端末の電力を送信するステップと
を含むことを特徴とする移動型衛星システムにおいて開ループにて移動型端末の送信電力を制御する方法。
【請求項２】
前記(ｂ)ステップのＥＩＲＰｃａｌの予測は、前記移動型の端末位置にともなうバジェット結果を格納したルックアップテーブルを参照することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の移動型衛星システムにおいて開ループにて移動型端末の送信電力を制御する方法。
【請求項３】
前記衛星追跡信号は、衛星のビーコン(ｂａｅｃｏｎ)信号またはフォワードリンク(ｆｏｒｄｗａｒｄ  ｌｉｎｋ)信号のうち、選択されたいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の移動型衛星システムにおいて開ループにて移動型端末の送信電力を制御する方法。
【請求項４】
前記(ｄ)ステップにおいて、前記ＢＣｅｓｔは、下記数式
(数１)
ＢＣｅｓｔ=(ＰＴＧＴ)(Λ/４πＲ)２ＧＲ  (Ｗ)
(但し、Ｒは衛星移動型端末間の距離、Λは衛星追跡信号の波長、Ｃは光速(３×１０８ｍ／Ｓ)、ｆは衛星追跡信号の周波数、ＰＴは衛星送信電力、ＧＴは衛星送信アンテナ利得、ＧＲは衛星受信アンテナ利得)
によって算出されることを特徴とする請求項１に記載の移動型衛星システムにおいて開ループにて移動型端末の送信電力を制御する方法。
【請求項５】
前記(ｆ)ステップにおいて前記ＧＣｃｕｒに該当するＥＩＲＰとして前記移動型端末の電力を送信する間に前記移動型端末が移動する場合、
(ｇ)前記移動型端末が移動中に受信した衛星追跡信号の受信電力の強度値であるＢＣｃｕｒと前記ＢＣｉｎｉの差値を前記ＧＣｃｕｒに反映して、送信する利得値ＧＣｃｕｒ'を設定するステップと、
(ｈ)前記ＧＣｃｕｒ'に該当するＥＩＲＰ値として前記移動型端末の電力を送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の移動型衛星システムにおいて開ループにて移動型端末の送信電力を制御する方法。
【請求項６】
移動型衛星システムにおいて開ループにて移動型端末の送信電力を制御する装置において、
前記移動型端末のＧＰＳ(Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ)位置情報を受信するＧＰＳ処理モジュールと、
前記ＧＰＳ位置情報から、送信しなければならないＥＩＲＰ(Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ)値であるＥＩＲＰｃａｌと晴れた日を基準に現位置から受信しなければならない衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｅｓｔを予測するデータ処理モジュールと、
前記移動型端末の電力を能動アンテナを介して衛星に送信するデータ送信モジュールを含み、
該データ処理モジュールは、前記ＥＩＲＰｃａｌに該当する利得値であるＧＣｉｎｉを決め、前記移動型端末が初期接続時受信した衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｉｎｉと前記予測されたＢＣｅｓｔの差値を前記ＧＣｉｎｉに反映して、前記データ送信モジュールの利得値であるＧＣｃｕｒを設定し、
該データ送信モジュールは、前記ＧＣｃｕｒに該当するＥＩＲＰ値として前記能動アンテナを介して前記移動型端末の電力を送信することを特徴とする移動型衛星システムにおける開ループにて移動型端末の送信電力を制御する装置。
【請求項７】
前記データ処理モジュールは、前記移動型端末の位置にともなうバジェット結果を格納したルックアップテーブルを参照することによって前記ＥＩＲＰｃａｌを予測することを特徴とする請求項６に記載の移動型衛星システムにおける開ループにて移動型端末の送信電力を制御する装置。
【請求項８】
前記衛星追跡信号は、衛星のビーコン信号またはフォワードリンク信号のうち、選択されたことを特徴とする請求項６に記載の移動型衛星システムにおける開ループに移動型端末の送信電力を制御する装置。
【請求項９】
前記ＢＣｅｓｔは、下記数式
ＢＣｅｓｔ=(ＰＴＧＴ)(Λ/４πＲ)２ＧＲ
(但し、Ｒは衛星と移動型端末との間の距離、Λは衛星の追跡信号の波長、ｃは光速(３×１０８ｍ／ｓ)、ｆは衛星追跡信号の周波数、ＰＴは衛星送信電力、ＧＴは衛星送信アンテナ利得、ＧＲは衛星受信アンテナ利得)
により算出されることを特徴とする請求項６に記載の移動型衛星システムにおける開ループにて移動型端末の送信電力を制御する装置。
【請求項１０】
前記ＧＣｃｕｒに該当するＥＩＲＰに前記移動型端末の電力を送信する間に前記移動型端末が移動する場合、
前記データ処理モジュールは、前記移動型端末が移動中に受信した衛星追跡信号の受信電力の強度値であるＢＣｃｕｒと前記ＢＣｉｎｉとの差値を前記ＧＣｃｕｒに反映して、送信する利得値ＧＣｃｕｒ'を設定し、
前記データ送信モジュールは、前記ＧＣｃｕｒ'に該当するＥＩＲＰ値として前記能動アンテナを介して前記移動型端末の電力を送信することを特徴とする請求項６に記載の移動型衛星システムにおける開ループに移動型端末の送信電力を制御する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動型衛星通信ネットワークにおいて開ループにて移動型端末の送信電力を制御する方法及びその装置、特に移動型端末のＧＰＳ位置情報と受信された衛星追跡信号の電力の強さを利用して、移動型端末の送信電力を制御する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動型衛星システムにおいては、移動型端末とハブシステムとの間に適応型電力制御を使用する必要がある。ＴＤＭＡ衛星システムにおいて、電力制御はあらゆるユーザに対して連続的に性能を維持させるために必要である。そして、ＤＳ‐ＣＤＭＡ衛星システムにおいて、ユーザ相互の間に干渉かあり得る可能性があるため、正確な電力制御は良い性能のための重要な要素である。
【０００３】
一般的に、閉ループ(ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ)電力制御方法は、固定型衛星通信サービスに用いられる。固定型衛星システムにおいて、端末の初期ＥＩＲＰ(Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ）は、端末の位置が分かるため、容易に決定されることができる。ユーザは端末の位置データを利用して端、末の基本ＥＩＲＰを設定することができる。設置後、端末の電力レベルは、閉ループ電力制御方法によって更新される。
【０００４】
しかし、移動型衛星システムではユーザの端末が初期に固定されないため、閉ループ電力制御方法は、移動型衛星システムにおける電力制御に適用するころが困難である。
【０００５】
一方、Ｂｅａｎなどは移動型衛星システムにおいて開ループにて電力を制御する方法を提示している(Ｂｅａｎ、Ｎ．Ｐ．ａｎｄ  Ｃａｓｅｗｅｌｌ，Ｉ．Ｉ．「Ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａ ｈｉｇｈｌｙ ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ ｏｒｂｉｔ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｓｙｓｔｅｍ」、ＩＥＥ Ｃｏｌｌｏｑｕｉｕｍ，２４ Ｍａｙ １９８９)。Ｂｅａｎなどが提示した電力制御方法によれば、端末が移動型で初期接続時ユーザが端末の位置を位置コードを参照して入力して初期接続すれば、中心局(Ｈｕｂ)ではこれを考慮したフォワード電力を決定して伝送する。受信される中心局信号を測定して端末ではこれを考慮した出力レベルを決定する。Ｂｅａｎなどが提示した電力制御方法は、データの遅延を防止することができなく、特に降雨のような環境で、降雨による劣化を反映できないという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、移動型端末のＧＰＳ位置情報と受信された衛星追跡信号の電力の強度と利用して移動型端末の送信電力を開ループ制御することによって降雨のような環境でも降雨による劣化を反映できる方法及びその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、移動型衛星システムにおける開ループにて移動型端末の送信電力を制御する方法において、 移動型衛星システムにおいて開ループ(ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ)にて移動型端末の送信電力を制御する方法において、(ａ)前記移動型端末のＧＰＳ(Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ)位置情報を受信するステップと、(ｂ)該ＧＰＳ位置情報を利用して送信しなければならないＥＩＲＰ(Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ)値(ＥＩＲＰｃａｌ）を予測するステップと、(ｃ)該ＥＩＲＰｃａｌに該当する利得値であるＧＣｉｎｉを決めるステップと、(ｄ)前記ＧＰＳ位置情報を利用して、晴れた日を基準に現位置から受信しなければならない衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｅｓｔを予測するステップと、(ｅ)前記移動型端末が初期接続時受信した衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｉｎｉと前記予測されたＢＣｅｓｔの差値を前記ＧＣｉｎｉに反映して送信する利得値ＧＣｃｕｒを設定するステップと、(ｆ)該ＧＣｃｕｒに該当するＥＩＲＰ値として前記移動型端末の電力を送信するステップとを含むことを特徴とする。
【０００８】
前記(ｆ)ステップにおいて前記ＧＣｃｕｒに該当するＥＩＲＰとして前記移動型端末の電力を送信する間に前記移動型端末が移動する場合、(ｇ)前記移動型端末が移動中に受信した衛星追跡信号の受信電力の強度値であるＢＣｃｕｒと前記ＢＣｉｎｉの差値を前記ＧＣｃｕｒに反映して、送信する利得値ＧＣｃｕｒ'を設定するステップと、(ｈ)前記ＧＣｃｕｒ'に該当するＥＩＲＰ値として前記移動型端末の電力を送信するステップとをさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は移動型端末がどんな位置で初期接続をしても、現位置から送出しなければならないＥＩＲＰ値を自動に決定でき、降雨のような環境でも降雨による劣化を反映できるという効果を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
本発明は、車両、汽車、船舶のような移動型端末に適用される電力制御方式であって、ダイナミックに変化する移動型の衛星通信ネットワークで適用されることができるように、開ループ形態にて端末の電力を制御する端末構造を提示する。移動型端末アンテナは能動アンテナであって、移動中にも衛星を追跡することができる。この追跡方法は、衛星追跡信号として、衛星のビーコン(ｂｅａｃｏｎ)信号またはフォワードリンク信号を使用する。フォワードリンク(ｆｏｒｗａｒｄ  ｌｉｎｋ)信号は、ビーコンのない衛星においてビーコン信号の代わりに使われることができる。移動型端末は、この信号を受信しながら信号の強度が最高に強い方向を予測し、衛星を追跡するようになる。追跡用に用いられるビーコン信号やフォワードリンク信号は、移動型端末受信位置においてある程度の信号レベルが端末で受信されるかを予め予測できるようにする。
【００１１】
ビーコン信号の場合は、一定の電力で衛星から送出しており、カバレッジ(ｃｏｖｅｒａｇｅ)は、図１のように衛星のビーム(ｂｅａｍ)カバレッジと同一であるため、端末の現在位置が分かると、現位置において晴れた日の場合、信号の強度を予測することができる。これにより現在受信される信号と予測された信号とを比べると、降雨環境に端末が位置しているのか晴れた日に端末が位置しているのかも分かることができる。
【００１２】
フォワードリンク信号の強度を利用して位置を追跡する場合にも、フォワードリンク信号からアップリンク信号、すなわち中心局から衛星へ伝送される信号はＵＰＣ(Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ)により常に一定に信号が送出されるように調節されるため、移動型端末は送信電力を制御する時、この信号をビーコン信号と同一に利用することができる。
【００１３】
図２は、本発明に係る開ループ電力制御のための移動型端末のブロック構成図を示す。移動型端末は、衛星信号を受信及び送信する能動アンテナ１１、移動型端末の出力信号を変調し、その強度を調節するデータ送信モジュール１２、移動型端末での全ての信号を処理及び演算するデータ処理モジュール１３、移動型端末の位置情報を受信するＧＰＳ処理モジュール１４からなる。
【００１４】
能動アンテナ１１は、衛星追跡信号である衛星のビーコン信号またはフォワードリンク信号を受信し、データ送信モジュール１２から移動型端末の出力信号を受け取って衛星に送信する。
【００１５】
データ送信モジュール１２は、データ処理モジュール１３から伝達された利得値から、内在された利得調節ブロックを利用して送信ＥＩＲＰ(Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ)を設定する。
【００１６】
データ処理モジュール１３は、ＧＰＳ処理モジュール１４から受信された位置情報から、移動型端末が送信しなければならないＥＩＲＰ値と、晴れた日を基準に現位置から受信しなければならない衛星追跡信号の受信電力の強さを計算する。データ処理モジュール１３は、前記計算された値と、能動アンテナから測定された初期の衛星追跡信号の受信電力の強さを利用して、データ送信モジュール１２から送信しなければならないＥＩＲＰを設定する。
【００１７】
フローチャートである図３を参照して、本発明の一実施の形態の構成及び作用をさらに詳細に説明する。
【００１８】
先ず、ＧＰＳ処理モジュール１４から受信された移動型端末の現在の位置情報がデータ処理モジュール１３に入力される(Ｓ１)。
【００１９】
データ処理モジュール１２は、受信された移動型端末の現在の位置情報から、移動型端末が送信しなければならないＥＩＲＰ値であるＥＩＲＰｃａｌを予測する(Ｓ２)。システム開発時移動型端末の位置にともなうリンクバジェット結果を格納したルックアップテーブル(ｌｏｏｋ‐ｕｐ ｔａｂｌｅ)に対し、ＧＰＳ処理モジュール１４から入力される位置情報を受け取ってルックアップテーブルを参照することによって、現位置から送信しなければならないＥＩＲＰｃａｌを決めることができる。
【００２０】
ＥＩＲＰｃａｌから、データ処理モジュール１３は、ＥＩＲＰｃａｌ値として送信するために必要な利得調節ブロックの利得値であるＧＣｉｎｉを決める(Ｓ３)。データ送信モジュール１３においてＧＣ=０である場合のＥＩＲＰをＥＩＲＰｍｉｎと決めると所望のＥＩＲＰとして送信するためにはＧＣｉｎｉを足せば良い。
【００２１】
一方、データ処理モジュール１３は、ＧＰＳ処理モジュール１４から受信された移動型端末の現在の位置情報から晴れた日を基準に現位置から受信しなければならない衛星追跡信号の受信電力の強さであるＢＣｅｓｔを下記式により計算する(Ｓ４)。
【００２２】
(数式１)
Ｐｒ=(ＰＴＧＴ)(Λ/４πＲ)２ＧＲ    (Ｗ)
前記数式１において、Ｐｒは、晴れた日を基準に移動型端末の現位置から受信しなければならない衛星追跡信号の受信電力の強さであって、ＢＣｅｓｔに該当する。Ｒは衛星と移動型端末の間の距離、Λは衛星追跡信号の波長、ｃは光速(３×１０８ｍ／ｓ)、ｆは衛星追跡信号の周波数、ＰＴは衛星送信電力、ＧＴは衛星送信アンテナ利得、ＧＲは衛星受信アンテナ利得である。
【００２３】
能動アンテナにおいて、初期接続時受信した衛星追跡信号の受信電力の強さ値ＢＣｉｎｉ情報がデータ処理モジュール１３に伝達されて(Ｓ５)、データ処理モジュール１３は、ＢＣｅｓｔとＢＣｉｎｉ値とを比べて２値の差である△ＢＣを下記数式によって計算する(Ｓ６)。
【００２４】
(数式２)
△ＢＣ＝ＢＣｅｓｔ−ＢＣｉｎｉ
データ処理モジュール１３は、Ｓ３ステップから得たＧＣｉｎｉにＳ６ステップから得た△ＢＣを下記数式のように反映して、データ送信モジュール１２の利得値ＧＣｃｕｒを設定する(Ｓ７)。
【００２５】
(数式３)
ＢＣｃｕｒ＝ＢＣｉｎｉ＋△ＢＣ
Ｓ７段階において設定されたデータ送信モジュール１２の利得値に基づいて、データ送信モジュール１２は、能動アンテナ１４を介してデータまたはリンク維持のための信号を該当ＥＩＲＰに中心局に送信する(Ｓ８)。
【００２６】
一方、データ送信中に移動型端末が移動する場合、能動アンテナから受信した衛星追跡信号受信電力の強度値であるＢＣｃｕｒ情報がデータ処理モジュール１３に伝達され(Ｓ９)、データ処理モジュール１３は、ＢＣｃｕｒとＢＣｉｎｉ値とを比べて２値の差である△ＢＣを下記数式により計算する(Ｓ１０)。
【００２７】
(数式４)
△ＢＣ＝ＢＣｉｎｉ−ＢＣｃｕｒ
データ処理モジュール１３は、Ｓ７ステップから得たＧＣｃｕｒにＳ１０ステップから得た△ＢＣを下記数式のように反映して、データ送信モジュール１２の利得値ＧＣｃｕｒ'を設定する(Ｓ１１)。
【００２８】
(数式５)
ＧＣｃｕｒ'=ＧＣｃｕｒ＋△ＢＣ
Ｓ１１段階から設定されたデータ送信モジュール１２の利得値に基づいて、データ送信モジュール１３は、能動アンテナ１４を介して、データまたはリンク維持のための信号を該当ＥＩＲＰに中心局に送信する(Ｓ１２)。前記Ｓ９-Ｓ１２ステップは移動型端末が移動する間に続けて行われる。
【００２９】
尚、本発明は、上記の本実施の形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】衛星のビームカバレッジを示す図面である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る移動型端末ブロックの構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る開ループにて移動型端末の送信電力を制御するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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